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三峡施工的应用DJI
大口径在长江三峡水利枢纽二期工程
灌浆质量基础防渗帷幕检查施工的应用
李京惠
二00一年一十二月十八日
作者按:
2001.10.16—12.8日我公司承担了长江三峡水利枢纽二期工程灌浆质量基础防渗帷幕大口径检查孔工作,此项工作做为三峡大坝基础防渗及大坝安全鉴定的主要评价依据之一,三峡建设工程蓄水前大坝安全检查组“地质组”计18人来到施工现场检查大口径岩芯的水泥结充填情况并下孔查看,三峡开发总公司质量总监、质量检查、工程建设部等有关领导及有关基础灌浆的专家都下孔进行了查看,这项工作具有独特性和实用性,
1、工程概况
左非8坝段基础岩体地质条件极为复杂,岩体基础下埋藏有F215等断
层,断层及其影响带裂隙带发育,F215主断带岩体结构疏松,力学强度低,
孔深30m以后为碎裂岩石,极不均一,灌浆成幕条件差,检查对象为软弱
断层影响带。
检查大口径钻孔直径1000mm,孔深40.15m。
本次大口径钻孔施工环境及特点:
⑴施工受场地条件限制,
进退场十分困难,硐内利用空间狭小(3.5m高×3.5m宽),大口
径钻机重需要工作空间较大,施工设备的布置非常困难,砼回填
等难度较大;⑵钻孔孔径较大,岩石强度较高而破碎,钻进、芯
较难,回进尺低。
2、施工方案和施工顺序
2.1施工顺序
工序:
定孔位→开孔埋设护筒→设备进场→硐内搬迁→
设备安装→水电管线安装→钻进成孔→冲洗孔壁→
→取样孔壁素描→直观检查→砼回填→设备退场→
→清理现场
2.2钻进工艺
本次施工采用红星SPJ—300型改装钻机。
最大钻孔孔径1m,钻进最大深度50m,钻机配备(60kw)电机,钻杆采用法兰连接,钻杆长度为1.59—0.5m,导向桶直径小于钻孔直径。
转盘转速40转/分,加压为孔口加压,冲洗液量为60m3/h。
2.3取芯方法:
每个钻进回次结束,经过约15分钟(比钻进用水量大一倍)冲洗孔底及环状间隙岩粉,使之细岩粉经流水排出孔外,粗岩粉进入沉淀管随之提出孔外,提出钻杆和钻具,下入潜水电泵把孔内的水抽干,人工下孔取芯。
取芯方法,采用楔断法断岩芯,绳套法捆提岩芯。
2.4砼灌注
2.4.1排干孔內积水,采用干孔浇筑法,孔深10m以下孔段,采用高流态砼,一次浇筑完成,砼技术参数为:
砼骨料最大粒径40mm,二级配、砼坍落度12—14cm,可采用溜管下料浇筑法,但溜管底端不得高于砼面2.0m,浇后停歇3—5天方可浇上段砼。
2.4.2孔深小于10m的孔段,必须干孔施工,分层浇筑砼,其层厚3—5m;上部5m必须用振捣器分层振捣密实,层间间歇3—5天;施工缝面需刷毛或冲毛;砼级配可采用二级配或三级配。
2.4.3砼浇筑主要注意两点,一按设计技术要求到指定地点采购规定砂、石料及水泥。
其二是砼浇注时导管要保持离孔底3m以内,防止混凝土离析,并进行分层振捣。
2.4.4做好砼施工配合比。
回填施工过程中,应作好孔口围护策施
工安全,并避免孔口杂物和仓面汚水进入孔内。
2.4.5钻孔清理,冲洗孔壁满足地质编录和录象要求。
3、孔壁描述
3.1井壁按1:
50比例尺,分东、南、西、北四壁或园柱侧面展开编录成图。
3.2编录和描述内容:
岩性(包括岩脉)、风化分带,断层和裂隙布及产状,其主要内容和岩芯编录相同。
水泥结石的充填情况(连续性、厚度、密实性、分布于构造的部位),现水点的分布水量大小、溢出状态。
4、物理化学试验分析
4.1抗压试验强度试验:
在大口径芯样上取样,芯样必含有水泥结石,芯样长度不小于300mm,应同时进行干、湿状态抗压强度试验,试件数应每孔不少于6个。
4.2抗拉强度(劈裂法)试验:
在大口径芯样上钻取ø130mm芯样,芯样必须含有水泥结石的裂隙,每孔试件数不少于3个,参照《水利水电岩石试验规程》(DLJ204-81,SLF2-81)进行试验。
4.3抗剪强度:
钻取ø130mm的芯样,芯样必须含有水泥结的
裂隙,每孔试件数不少于6个,按照《水利水电岩石试验规程》(DLJ204-81,SLJ2-81)进行抗剪强度试验。
4.4抗渗试验:
钻取ø130mm的芯样,芯样必须含有水泥结的
裂隙,其长度不小于250mm,每孔试件数不少于6个,按照《水工砼试验规程》(SD105-82)进行试验。
4.5扫锚电镜分析:
必须选取水泥结石的芯样,参照《电子探扫描电镜X射线能谱分析方法通则》(GB/T17389-1998)进行试验分析。
4.6X射线能谱和衍射分析:
选取有水泥结石的芯样,参照《土
工试验规程》(SD01-79)之X射线粉晶衍射分析和《电子探针和扫锚电镜X射线能谱分析方法通则》进行试验分析。
4.7化学分析:
选取具有水泥结的芯样,按照《水工砼试验规程》
(SD105-82)进行水泥结石的化学分析试验。
4.8试样在岩芯上钻取,水泥结石试验分析项目见下表:
试验项目
试验组数
抗压强度
2组/孔
抗拉(劈裂法)强度
2组/孔
抗渗试验
2组/孔
抗剪试验
2组/孔
扫描电子湿微分析
2组/孔
X射线能谱分析
2组/孔
X射线衍矿物分析
2组/孔
化学分析
2组/孔
注:
试验组数有可能根据地质情况进行调整。
5、岩芯取样
5.1对含有水泥结石的岩芯进行鉴别,用SZH1--90A(电动机)取样钻机进行,共取样含有水泥结石的样芯10个,具体部位祥见下表:
取样情况一兰表
孔口标高▽:
100m
序号
回次编号
回次孔深段
(米)
取样深度(米)
岩芯长(mm)
岩心直径
(mm)
取样日期
1
13-1-1
13.64-14.87
14.34
260
80.0
2001.10.31
2
13-1-1
13.64-14.87
14.24
240
80.0
2001.10.31
3
13-1-1
13.64-14.87
14.14
80
70.0
2001.11.1
4
16-1-1
17.03-17.79
17.03
240
70
5/11(共四块)
5
18-1-1
18.82-19.58
19.02
220
70.0
2001.11.7
6
13-1-1
13.64-14.87
14.44
230
70
2001.11.9
7
13-1-1
13.64-14.87
14.74
230
70
2001.11.9
8
13-1-1
13.64-14.87
14.59
185
70
2001.11.10
9
13-1-1
13.64-14.87
14.59
185
70
2001.11.10
10
13-1-1
13.64-14.87
14.62
220
70
2001.11.10
5.2水泥结石充填部位见下表:
序号
孔深及孔深段(m)
充填结石描述
1
7.3
裂隙有结石充填
2
8.2
北壁—西壁15cm处有结石
3
11.9
南壁闪长—煌斑岩交界有结石
4
14.9
微裂隙里呈团块状结石(两裂隙相交)1—2mm
5
16.6
北壁—西壁6×4cm团块状结沿细裂隙有2mm结石
6
22.7
北—西壁3—5mm厚结石
7
23.4—23.6
裂隙结石呈透镜状
8
26.05—27.21
裂隙结石呈团状状
9
30.3—31.12
裂隙结石呈层状
10
31.5
北—东壁反倾角裂隙见脉状结石
11
33.6—34.7
结石呈透镜状
6、施工过程质量控制措施
6.1在护筒埋好后,在护筒底部中心位置对拉一个十字线,并在钻机钻盘中心位置同样固定一个十字架,用吊锤检查是否对中如果不对中,调整钻机,直至对中。
6.2钻孔防斜措施,每10m加一个导正盘。
6.3钻进加压方式,孔口钢丝绳加压,控制压力大小指标适宜。
6.4投铁砂和钢粒,钻进前按一定比例一次加足钢粒和铁砂,尽量避免钻进过程中大量投入铁砂和钢粒,但可适当补充,应先将钻头提离孔底,铁砂钢粒用铁锹分次沿孔壁缓缓投入,切忌提砂袋直接往里倒。
6.5清孔过程中,孔底的岩粉碎快和铁屑必须清理干净,以提高钻进效率,减少机械空耗运转磨损,增加机械使用效率。
7、施工过程安全控制
7.1施工作业人员进入施工现场时一律配戴好安全设施。
进硐时要注意检查硐内的电缆、电线的搭设,防止漏电伤人。
7.2清孔人员下孔时,一定要糸好安全带,并沿孔壁检查下去,
观察有否松动块石,如有要及时清理。
7.3清孔时孔口要有专人指挥,并系好安全带,注意力要高度集中,口令手势统一,和孔内清孔人员联糸声音要清楚、响亮、准确。
防止孔口掉物。
8、资源需求计划
机械配备配置清单见下表:
名称
规格
数量
红星钻机
SPJ-300型
1台
潜水泵
3PN
2台
直流电焊机
Zxg7-300
1台
Bx1-500
1台
吊车
QY—16(16T)
1台
(50T)
绞车
(5T)
1台
(3T)
1台
空压机
3.0m3
1台
风镐
1台
风枪
1台
砼搅机
ZC350
1台
导管
350(mm)
1台
取样钻机
LZQ-1(汽油机)
1台
SZH1--90A电动机)
1台
ZZHI—76(电动机)
1台
9、施工进度计划
基础防渗帷幕灌浆质量大口径检查孔主要工作是,机械设备及其辅助设备、器材的进退用时;机械钻进成孔;砼回;及场地清理。
其中以机械钻进成孔为主。
9.1设备进场(2天),硐内搬迁需时9(天),设备安装需时4(天),超前孔开挖(10天)。
9.2钻孔需时54(天);孔壁描述(2天)、录象(1天)。
9.3孔内砼回填根据设计要求层间间歇期(3—5天)需时8(天)
9.4设备退场由硐内搬迁硐外需时3(天)。
9.5时间总计:
75(天)。
施工进度计划见表:
9—1,施工网络计划见表:
9—2
项目
工期安排
1
工期
天数
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
48
51
54
57
60
63
66
69
72
75
2
硐外进场
2
3
硐内进场
9
4
设备安装
4
5
开孔
10
6
钻孔
54
7
描孔录象
3
7
回填
3
8
退场
3
9
合计
75
施工进度计划表(9—1)
施工网络进度图
砼回填
54天
岩芯描述
12
10天
专家下孔查看及业主指示停待
总工期75天
15
16
17
3天
设备外运
3天
1天
录象
14
钻孔
54天
10
9
运岩芯
54天
2天
孔壁描述
岩芯结石取样
13
28天
11
安装
4天
7
8
6
5
4天天
设备搬迁
超前孔开挖
3天
4
2天
大型设备吊运
3
辅助设备进场
3天
架设钢制平台
2
1
2天
设备进场
4
关键线路:
⑴→⑵→⑷→⑸→⑹→⑺→⑽→⑾→⒀→⒁→⒄
施工网络计划表(9—2)
作者简介:
李京惠项目总工程师
陈吉祥项目工程师
张凯项目工程师
单位地址:
湖北省宜昌市
单位名称:
长江委三峡勘测研究院宜昌岩土工程公司
工程名称:
长江三峡水利枢纽二期工程ZF8坝段灌浆质量基础防渗帷幕大口径检查孔
建设单位:
中国长江三峡工程开发总公司
设计单位:
长江水利委员会三峡工程代表局
监理单位:
华东勘测设计研究院三峡工程建设监理中心
施工单位:
长江岩土工程总公司宜昌公司
报告编制:
李京惠陈吉祥张凯
报告审核:
高志江
报告审定:
薛果夫
经理:
高志江
长江岩土工程总公司:
总经理:
石伯勋
董事长:
陈飞
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